中科院上海微系统所《CEJ》：以高通量离域电化学剥离法制备高质量石墨烯

成果简介

石墨烯的许多工业应用，例如电磁干扰 (EMI) 屏蔽，都需要大规模高效制造高质量石墨烯。本文，中国科学院上海微系统所Penglei Zhang/丁古巧研究员（通讯作者）等研究人员在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Delocalized electrochemical exfoliation toward high-throughput fabrication of high-quality graphene”的论文，研究提出一种离域电化学剥离 (DEE) 策略，以彻底改变石墨的电化学剥离方式。通过电子转移反应传递电位，电化学剥离首先从电极/电解质界面离域到整个电解质系统，从而使每个分散的石墨颗粒都能进行深度但非破坏性的剥离。所制备的DEE-石墨烯具有超低缺陷密度（~1.3 × 10 10 cm -2) 和显着高的碳氧比 (~28)。值得注意的是，在放大的 DEE 中以可重复的方式实现了创纪录的高产量（大于 98%，1-10 层）和生产率（~72.7 g h -1）。

更重要的是，将这种高质量石墨烯加工成具有最佳取向的膜带来了卓越的 EMI 屏蔽性能（1.9 × 10 5 dB cm 2 g -1），其性能优于由金属和许多其他二维材料（包括还原氧化石墨烯）制成的最佳膜和MXenes。具有根本不同机制的高效 DEE 和用于 EMI 屏蔽的有效取向角调制策略将激发石墨烯和其他二维材料的研究和应用。

图文导读

图1。DEE 的制备流程和可扩展性。

图2。DEE 的机理分析。

图3。DEE-石墨烯的形态和化学结构。

图4。( a ) 良率和 ( b ) 缺陷密度

图5。DGF 的EMI屏蔽性能。

文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131122